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随着全球气候变暖,极端高温天气出现的频率越加频繁。为了耐受高温胁迫,植物进化出了多种调节机制,例如,热激响应(Heart Shock Response)。当植物暴露在高温中时,植物会产生热激响应,这时植物体内热激蛋白HSPs的表达水平上调。研究植热激响应的机制是非常重要的,是理解不同植物耐热性差异的基础,也能够为生产耐高温的转基因农作物提供理论参考与实践依据。前人在这方面做了大量工作,但是关于HSPs的表达调控机理目前仍有许多方面不清楚。为了找到参与调控HSPs表达的关键因子,本人所在实验室创建了一个基于LUC报告基因的突变体筛选系统,该系统的关键是将热激蛋白HSP18.2基因的启动子连接荧光素酶报告基因(luciferasereporter)的构建转入拟南芥中。鉴定纯合的单拷贝植株(我们称之为P-LUC),然后利用EMS化学诱变P-LUC,在诱变的后代中,筛选高温处理后LUC化学发光上升的突变体(high light mutants,简称hl)。hl761是所获得突变体中的一个。本论文以hl761为研究对象,取得了以下进展:初步的遗传与表型分析显示突变体hl761是一个隐性突变体,在38℃高温处理1h后,与野生型(P-LUC)相比,突变体hl761的LUC化学发光水平更高。通过遗传作图我们将突变位点定位第一条染色体的5.7M至6.1M之间的区域,再利用DNA测序分析鉴定到了突变基因,该基因没有内含子,编码一种剪接因子SAPH2(spliceosome-associated protein in heat stress 2),突变体hl76 中该基因的第656个碱基由G突变为A,导致所编码的多肽的219位的Gly突变为Glu,该突变氨基酸位于SAPH2蛋白质的G-patch结构域,可能影响到相关蛋白功能的正常发挥。进一步的表型分析发现突变体hl761表现出高温胁迫敏感,37℃处理18 h后,突变体hl761死亡,而野生型P-LUC则能够正常生长。此外hl761还表现出冻害胁迫敏感,叶形态发生改变等表型。为了验证图位克隆的结果,做了两个方面的互补分析。(1)从TAIR获得SAPH2的T-DNA插入突变体,鉴定后与hl761杂交,获得F1幼苗显示出与hl761相似的LUC活性上升的表型。(2)将野生型SAPH2基因转入hl761突变体,导致其LUC的性状恢复到野生型水平,而且其耐热性也能恢复到与野生型一致。说明SAPH2基因的突变的确是引起突变体hl761表型的原因。对SAPH2基因进行组织表达分析,结果表明SAPH2基因在根、茎、叶、花和角果中都有表达,在花中表达量最高,高温在一定程度上会抑制SAPH2的表达。比较分析野生型P-LUC和突变体hl761中热相关基因的表达情况,结果显示高温处理后的突变体hl761中大部分热激转录因子和热激蛋白转录水平显著下调。这些结果在一定程度上能够解释突变体hl761高温敏感的表型,也说明SAPH2在热激基因的表达调控中起重要作用。SAPH2突变是否导致突变体的前体mRNA剪接发生异常还有待进一步研究。目前的研究结果为进一步研究SAPH2在热激基因表达调控中的功能与作用机理、阐明植物的耐热机制打下了基础。